Como bien dices las tuplas son inmutables, `list(T)` no modifica nunca el contenido de `T`, simplemente crea una lista a partir de `T` y **la retorna**. `list (T)[0] = 'item'` primero crea una lista usando **`T`** y luego modifica el elemento 0 (en este orden), pero como no hay ninguna variable que tome la referencia del objeto retornado este será destruido sin más por el GC.

Debes si o si primero asignar una variable al retorno de `list` y luego modificarla:

    >>> T = ('uno', 2, 3.0)
    >>> T = list(T)
    >>> T[0] = "item"
    >>> T = tuple(T)
    >>> ('item', 2, 3)

También puedes usar slicing y concatenado:

    >>> T = ('uno', 2, 3.0)
    >>> T = ("item",) + T[1:]
    >>> T
    ('item', 2, 3.0)

>**Nota:** Para ser estrictos al hacer `>>> list(T)`, el recolector de basura de cPython no destruye el objeto inmediatamente  en el caso de estar usando un intérprete interactivo como en este caso. La razón se debe al funcionamiento del del prompt del propio intérprete interactivo, que almacena el retorno de la función en una variable `_` (lo que permite entre otras cosas que aparezca la salida impresa). Mientras esta referencia exista el GC no va a destruir el objeto.